JPS63295793A - 填料内添紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ａ）産業上の利用分野 本発明は填料を内添した紙の製造方法に関し、更に詳し
くは不透明性および強度のすぐれた填料内添紙の製造方
法に関するものである。

（Ｂ）従来の技術 通常、印刷あるいは筆記用に使用される紙には、不透明
性、白色度、平滑性、手触り、筆記性、印刷適正等の改
良を目的として填料が添加されている。この様な填料を
内添した紙の製造方法としては、水に分散したバルブに
、填料を添加し、その他紙の抄造に通常用いられる内添
助剤を添加した紙料から、長網抄紙機あるいは、ツイン
ワイヤー抄紙機等によって湿紙を形成し、乾燥する方法
が従来から知られている。これらの内添填料はパルプ繊
維間の密着を妨げ、散乱比表面積を増加させ、あるいは
屈折率の違いによる散乱効率の増加によって、不透明性
の向上をもたらすが、最近、紙の軽量化、パルプの節約
、さらに高まる製品品質要求への対処などにＩＩ１通し
て、填料をより効果的に、より多く使用することの重要
性が増してきた。

填料を多く含有させることにより、紙の不透明性は向上
するが、その除紙の強度が低下するため、紙中での填料
含有率には限界がある。填料の添加による紙の強度低下
を少なくする手段としては、Ａ、Ｊ、Ｈａｙｅｓがペー
パーチクロッジ−アンドインダストリー誌、１９８５年
４月号に記載しているような、填料をカチオン性＾分子
電解質で凝集後、紙料に添加する技術が知られている。

また、特公昭５７−１３６８０号公報には屈折率１．４
５〜１．６５の顔料を凝集させて、内部空隙の孔径が０
．１μｍ以上でかつできるだけ０．１μｍに近い大きさ
の内部空隙を多数形成するようにした凝集粒子をパルプ
スラリーに添加して抄造する不透明度、白色度が高く、
かつ填料の歩留りのすぐれた紙の製造方法が、更に特開
昭５４−１１６４０５号公報には直径０．１〜０．３μ
ｍの大きさの粒子を凝集させ、凝集粒子を乾燥パルプに
対して５〜８０重儂％含有させた、填料入り紙製品が開
示されている。更には、特開昭６０−１１９２９９号公
報に重質炭酸カルシウムを予めカチオン変性澱粉水溶液
と混合した後、紙料中に添加するワイヤ摩耗を改善した
抄紙法についての開示がある。

（Ｃ）発明が解決しようとする問題点 従来の方法によるパルプスラリー中に填料を分散し、内
添助剤を加えて抄造することによる填料内添紙は、填料
の含有量を増加させれば、それだけ不透明性は向上する
ものの、繊維間に分布する填料によって繊維間の結合が
阻害され、その分強度の低下した紙になる。また、予め
填料を凝集させてから紙料に添加し、抄造する技術によ
れば、填料の添加による紙の強度低下の程度を減少させ
ることは可能ではあるが、その際填料を添加する目的の
一つである紙の不透明性向上の程度も低下する。この様
に填料による紙の不透明性と強度の変化は、相反する関
係にあり、両立させることは非常に困難である。

本発明は填料を内添した紙の製造方法において紙の強度
を低下させることなく、不透明性を向上させる製造方法
を提供することを目的とする。

（Ｄ）問題点を解決するための手段 本発明者らは填料を内添した紙を製造するに当たり、前
述のような種々の問題を解決するためにｗ；を意検討し
た結果、填料と微細なバクテリアセルロース離解物とで
予め凝集塊を形成させておくことにより強度を低下させ
る事なく不透明性を向上させることができることを見出
し本発明を完成した。

すなわち本発明は平均粒子径２．０μｍ以下の填料とバ
クテリアセルロース離解物とを水中でａ合分散せしめ、
凝集剤で予め凝集させた後、紙料に添加し、抄造するこ
とを特徴とする填料内添紙の製造方法である。

本発明の填料としては、平均粒子径が２．０μｍ以下の
タルク、クレー、二酸化チタン、沈降性炭酸カルシウム
、重質炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム
、水酸化アルミニウム、活性白土、合成シリケート、カ
オリン、焼成カオリン、プラスチックピグメント等の紙
に通常使用されうる填料を単独又は混合して使用するこ
とができる。平均粒子径が２．０μｍを越える填料では
十分な不透明性と強度が得られない。

本発明における平均粒子径とは、填料の水分散液を５分
間超音波分散器にて分散模、光透過式粒度分布測定器（
ＳＫＮ式、セイシン企業社製）にかけ得られる粒度分布
曲線を用い、求めた累積車量パーセントが５０％に相当
する粒子の直径である。

本発明のバクテリアセルロース離解物とは、微生物によ
り生産されるセルロース及び／あるいはセルロースを主
鎖としだへテロ多糖を含むもの及び／あるいはβ−１，
３、β−１，２等のグルカンを含むものを機械的に解繊
して得られるものである。ヘテロ多糖の場合のセルロー
ス以外の構成成分はマンノース、フラクトース、ガラク
トース、キシロース、アラビノース、ラムノース、グル
クロン酸等の六炭糖、五炭糖及び有機酸等である。

なお、バクテリアセルロースを生産する微生物は特に限
定されないが、アセトバクター・アセチ・サブスピーシ
ス・キシリナム（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ　ａｃｅｔｉ
ｓｕｂｓｐ　−ＸＶｌｉｎＵｌ）　　ＡＴＣｏ　１０８
２１あるいは同バストウリアン（Ａ−ｐａｓｔｅｕｒ＋
ａｎ）　、同ランセンス（＾・ｒａｎｃｅｎｓ）、サル
シナ争ベントリクリ（Ｓａｒｃｉｎａｖｅｎｔｒｉｃｕ
ｌｉ）　、バタテリウム・キジロイデス（Ｂａｃｔｅｒ
ｉｕｍ　ｘｙｌｏｉｄｃｓ）、シュードモナス属細菌、
アグロバクテリウムＷＡＩＩｌ菌等でバクテリアセルロ
ースを生産するものを利用することができる。バクテリ
アセルロースのｆｆｉ解には回転式の離解機、ミキサー
、ホモジナイザー、ビータ−、ソファイナー等の機械的
剪断力を作用させる装置を用いることができる。本発明
における凝集剤としては力ヂオン性高分子電解質のうち
、分子量１０万以上のカチオン性ポリアクリルアマイド
、ノコチオンでんぷん、カチオン性グアーガムなどを使
用することができる。なお、その添加量は使用する填料
およびバクテリアセルロース離解物の種類により異なる
が、０．０１重量パーセント以上１０．Ｏｆｉ同パーセ
ント以下が適当である。更に、これらのカチオン性高分
子電解質と複合体を形成し凝集を強化するようなアニオ
ン性高分子電解質、例えばアニオン性ポリアクリルアマ
イド等、あるいはアニオン性Ｘ機微粒子、例えばコロイ
ダルシリカやベントナイト水分散物、更にあるいは両性
の高分子電解質や両性の無機微粒子水分散物等を併用す
ることによって、填料とバクテリアセルロース離解物と
の凝集物とすることも可能である。

本発明の平均粒径２．０μｍ以下の填料（Ａ）とバクテ
リアセルロース離解物（Ｂ）との含有比率（Δ／Ｂ）は
、ｍｍで０．５以上２０．０以下が好ましい。（Ａ／Ｂ
）が０．５未満の場合は所要の紙の強度に対して十分な
不透明性向上効果が得られず、（Ａ／Ｂ）が２０．０を
越えると不透明性を満足させると、紙の強度が低下する
。

本発明における填料内添紙には、通常抄紙で用いられる
添加剤、例えばサイズ剤、消泡剤、スライムコントロー
ル剤、染料、着色顔料、蛍光剤、乾燥紙力増強剤、湿潤
紙力増強剤、濾水性向上剤、及び歩留り向上剤等を必要
に応じて含ませることが出来る。

また、本発明の填料内添紙の表面にでんぷん、ポリビニ
ルアルコール、各種表面サイズ剤等を塗抹することも可
能である。

（Ｅ）作用 填料とバクテリアセルロース離解物とを予め凝集させた
後、紙料に添加し抄造することにより、不透明性及び強
度のすぐれた填料内添紙が製造出来る理由としては、填
料のみをｌｕ集させると光の散乱に有効な界面が著しく
減少するが、填料とは屈折率が異なり、かつ微細なバク
テリアセルロース離解物を填料とともに凝集させるため
、光の散乱に有効な界面を減少させることの少ないこと
が考えられる。

また填料が凝集塊として繊維間に保持されるため、繊維
間の結合を阻害する微細な填料が少な（、強喰の低下が
減少すると考えられる。

（Ｆ）実施例 以下に実施例を挙げ本発明の詳細な説明を行う。

なお、本発明は実施例に限定されるものではない。

実施例において記載の部、％はすべで重量によるもので
ある。

バクテリアセルロース離解物調製側 シュークロース５５７／ｄｊ　、酵母エキス０．５ｇ／
ｄｌｌ　、硫安０．５ｇ／ｄｌｌ　、リン酸水素カリウ
ム（ＫＨ２ＰＯ４）０．３９／ｄＮ　、１１！ｌｖｔ／
ネシウム（ＩｖｌＳＯ７Ｈ２０）０．０５ｇ／ｄｌから
なる組成の培地（Ｄ）−１５，０＞５０ｍを容ｆｆ１２
００ｍの三角フラスコに張り込み、１２０℃で２０分間
蒸気殺菌して培養液を作成した。

次いで、この培養液に、酵母エキス０．５９／ｄｊ１ペ
プトン０．３ｇ／ｃｌ　、マンニトール２．５ｇ／ｄｊ
からなる組成の試験管斜面寒天培地（ＤＨ６，０）で３
０℃、３日間生育させたアセトバクター醗アセヂ・サブ
スピーシス・キシリナム（ＡＴＣｏ　　１０８２１）を
１白金耳ずつ接種し、３０℃で培養した。

上記条件の３０日問培養したところ、培査液の上層に白
色のバクテリアセルロース性多糖類を含むゲル状の膜が
形成された。このセルロース性多糖類のゲル状膜を水洗
後、乾燥重量の１００倍の水を加え、エキセルオートホ
モジナイザー（日本精機Ｕ製）を用いて１５０００ｒｐ
ｍで１０分間処理し、バクテリアセルロース離解物の１
．０％懸濁液を調製した。

実施例１ ビータ−によりカナダ標準濾水度で３５０−まで叩解し
た広葉樹クラフトパルプスラリーをｉｌｌ製した。これ
とは別に粒子径１．０μｍの沈降性炭酸カルシウム（Ａ
＞と調製例のバクテリアセルロース離解物（Ｂ）を１ｆ
ｆｉ比率（Ａ／Ｂ）ｔ’ｌｏ／１、固形分濃度１０％で
水中に分散杜２合後、予め加熱溶解したカチオン澱粉（
玉子ナショナル社製商品名Ｃａｔｏ２）を沈降性炭酸カ
ルシウムとバクテリアセルロース離解物の総１ｆｆｉに
対し、固形分で１％相当量、添加１ｇｌ拝し凝集物のス
ラリーを得た。次いで先にｉｌｌしたパルプスラリー（
パルプ固形分で１００部）に対し上記凝！Ｊ！物を固形
分で、４５部添加した。このスラリーから坪ｆ１６０９
／ｌｒｉの紙を手ゆきし、湿紙に７．０Ｋｙ／ａｉの圧
力をかけて搾水したのち、８０℃の円筒ドライヤーで３
分間乾燥し、実施例１の試料を得た。

この試料の填料含有率は２３％であった。

比較例１ 実施例１の凝集物の代りに平均粒子径１．０μｍの沈降
性炭酸カルシウムの固形分濃度１０％の水分散液に、実
施例１と同じカチオン澱粉を炭酸カルシウムの重量に対
し０．５％添加して凝集物を得た。実施例１で使用した
と同じパルプのスラリーにパルプ固形分１００部に対し
、凝集物を固形分で４１部添加し、次いでｇｌ！１例の
バクテリアセルロース離解物を４部添加した。次いで上
記カチオン澱粉溶液を固形分で０．２３％添加し実施例
１と同一の方法で手抄きし、□試料を得た。この試料を
比較例１とする。この試料の填料含有率は２３％であっ
た。

比較例２ 実施例１と同じバルブスラリー（パルプ固形分１００部
）に、実施例１で用いたと同じ平均粒子径１．０μｍの
沈降性炭酸カルシウム４５部と調製例のバクテリアセル
ロース離解物４部及びカチオン澱粉溶液を固形分で０．
４５部、それぞれ別々に添加混合し紙料とした。次いで
実施例１と同一の方法で手抄きし比較例２の試料を得た
。この試料の填料含有率は２３％であった。

実施例２ 実施例１で用いた沈降性炭酸カルシウムを平均粒子径２
．０μｍの重質炭酸カルシウムとした他は、全て実施例
１と同一の方法で凝集物を得た。

また、実施例１でＩＩ製したと同じバルブスラリー（パ
ルプ固形分１００部）に対し、上記凝集物を固形分で４
５部添加し、アルキルケテンダイマーサイズ剤を固形分
で０．０５部添加して紙料を得た。この紙料から坪Ｊ１
６０９／ｍの紙を手抄きし、湿紙に７．０Ｋｙ／ｒｔｌ
の圧力をかけて搾水したのち、９５℃の円筒ドライヤー
で３分間乾燥し、実施例２の試料を得た。この試料の填
料含有率は２３％であった。

比較例３ 実施例２で用いた重質炭酸カルシウムを平均粒子径５．
０μｍの重質炭酸カルシウムとする以外は全て実施例２
と同一の方法で試料を得た。この試料の填料含有率は２
３％であった。この試料を比較例３とする。

実施例３〜７ 実施例１と同一のパルプ１００部に、平均粒子径０．３
μｍの沈降性炭酸カルシウム（Ａ）と調製例のバクテリ
アセルロース離解物（Ｂ）の混合比率（Ａ／Ｂ）を０．
２５．０．５０．１．０．２０．０、および５０．０に
変化させ、各混合物の填料とバクテリアセルロース離解
物の総重蟻に対し、０．０５パーセントのカチオン性ポ
リアクリルアミド（アライドコロイド社製商品名パーコ
ル２９２）を添加し、５種類の凝集物を作り、各凝集物
毎にシート中の填料含有率が１０％になるような５種類
の手抄きシートを実施例１と同一の方法で作製した。こ
れらの試料を填料とバクテリアセルロース離解物の混合
比率の違いにより、それぞれ実施例３，４，５，６．７
とする。

以上の結果を一括して第１表に示す。

第１表の結果を考察する。通常、坪１６０９／ｄの印刷
用紙に必要とされる特性は、不透明度７８％以上、内部
結合強度３００９・ｃｍ／ｃｄ以上であるが、不透明度
８２％以上、内部結合強度３５０ｇ・α／１：１１以上
であればより好ましい。

第１表の実施例１．比較例１．２の結果は填料とバクテ
リアセルロース離解物を前もって凝集模添加することに
より填料のみを凝集あるいは別々に添加する場合に比べ
、高い不透明性と強度を同時に有するシートの得られる
ことを示している。

実施例１．２及び比較例３をみると填料の粒子径として
２．０μｍ以下がすぐれていることを示している。実施
例３〜７の結果から、填料（Ａ）とバルブ微細繊＄１（
Ｂ）の重量比率（Ａ／Ｂ）は、０．５０以上２０．０以
下がとくに好ましいことが明らかである。

（Ｇ）発明の効果 本発明のように、平均粒子径２．０μｍ以下の填料とバ
クテリアセルロース難解物とをカチオン性高分子電解質
により凝集させた後、紙料に添加することにより、不透
明性および強度のすぐれた填料内添紙が得られる。これ
は、不透明性か、強度のどちらか一方が低下する従来の
技術に比べて極めて優れたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均粒子径２．０μｍ以下の填料とバクテリアセル
   ロース離解物とを水中で混合分散せしめ、凝集剤で予め
   凝集させた後、紙料に添加し抄造することを特徴とする
   填料内添紙の製造方法。 ２、平均粒子径２．０μｍ以下の填料（Ａ）とバクテリ
   アセルロース離解物（Ｂ）との含有重量比率（Ａ／Ｂ）
   が０．５以上２０．０以下である、特許請求の範囲第１
   項記載の填料内添紙の製造方法。 ３、凝集剤がカチオン性高分子電解質である特許請求の
   範囲第１項及び第２項記載の填料内添紙の製造方法。